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文檔簡(jiǎn)介
1、高中生物選修一生物技術(shù)實(shí)踐 知識(shí)點(diǎn)總結(jié)專(zhuān)題一 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用課題一 果酒和果醋的制作1、發(fā)酵:通過(guò)微生物技術(shù)的培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)大量代謝產(chǎn)物的過(guò)程。2、有氧發(fā)酵:醋酸發(fā)酵 谷氨酸發(fā)酵 ·無(wú)氧發(fā)酵:酒精發(fā)酵 乳酸發(fā)酵 3、酵母菌是兼性厭氧菌型微生物真菌 ·酵母菌的生殖方式:出芽生殖(主要) 分裂生殖 孢子生殖4、在有氧條件下,酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,大量繁殖。 C6H12O66O26CO26H2O5、在無(wú)氧條件下,酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵。 C6H12O62C2H5OH2CO26、20左右最適宜酵母菌繁殖 酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在18-25 7、在葡萄酒自然發(fā)酵的過(guò)程中,起主要作用的是
2、附著在葡萄皮表面的野生型酵母菌.在發(fā)酵過(guò)程中,隨著酒精濃度的提高,紅葡萄皮的色素也進(jìn)入發(fā)酵液,使葡萄酒呈現(xiàn)深紅色.在缺氧 呈酸性的發(fā)酵液中,酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖,而絕大多數(shù)其他微生物都因無(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到制約。8、醋酸菌是單細(xì)胞細(xì)菌(原核生物),代謝類(lèi)型是異養(yǎng)需氧型,生殖方式為二分裂9、當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí),醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸;當(dāng)缺少糖源時(shí),醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?,再將乙醛變?yōu)榇姿帷?2C2H5OH4O2CH3COOH6H2O10、控制發(fā)酵條件的作用:醋酸菌對(duì)氧氣的含量特別敏感,當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時(shí),即使只是短時(shí)間中斷通入氧氣,也會(huì)引起醋酸菌死亡。醋酸菌最適生長(zhǎng)溫度為3035,控制好發(fā)
3、酵溫度,使發(fā)酵時(shí)間縮短,又減少雜菌污染的機(jī)會(huì)。有兩條途徑生成醋酸:直接氧化和以酒精為底物的氧化。11、實(shí)驗(yàn)流程: 12、酒精檢驗(yàn):果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生,可以用重鉻酸鉀來(lái)檢驗(yàn)。在酸性條件下,重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。先在試管中加入發(fā)酵液2L,再滴入物質(zhì)的量濃度為3mol/L的H2SO43滴,振蕩混勻,最后滴加常溫下飽和的重鉻酸鉀溶液3滴,振蕩試管,觀(guān)察顏色的變化。13、充氣口是在醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣用的;排氣口是在酒精發(fā)酵時(shí)用來(lái)排出二氧化碳的;出料口是用來(lái)取樣的。排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身相連接,其目的是防止空氣中微生物的污染。開(kāi)口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用
4、該裝置制酒時(shí),應(yīng)該關(guān)閉充氣口;制醋時(shí),應(yīng)該充氣口連接氣泵,輸入氧氣。疑難解答:(1)你認(rèn)為應(yīng)該先沖洗葡萄還是先除去枝梗?為什么?應(yīng)該先沖洗,然后再除去枝梗,以避免除去枝梗時(shí)引起葡萄破損,增加被雜菌污染的機(jī)會(huì)。(2)你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染?如:要先沖洗葡萄,再除去枝梗;榨汁機(jī)、發(fā)酵裝置要清洗干凈,并進(jìn)行酒精消毒;每次排氣時(shí)只需擰松瓶蓋,不要完全揭開(kāi)瓶蓋等。(3)制葡萄酒時(shí),為什么要將溫度控制在1825?制葡萄醋時(shí),為什么要將溫度控制在3035?溫度是酵母菌生長(zhǎng)和發(fā)酵的重要條件。20左右最適合酵母菌的繁殖。因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內(nèi)。而醋酸菌是嗜溫菌,最適生長(zhǎng)溫度為3035
5、,因此要將溫度控制在3035。(4)制葡萄醋時(shí),為什么要適時(shí)通過(guò)充氣口充氣?醋酸菌是好氧菌,在將酒精變?yōu)榇姿釙r(shí)需要氧的參與,因此要適時(shí)向發(fā)酵液中充氣。注意事項(xiàng):將葡萄汁裝人發(fā)酵瓶,要留大約13的空間,并封閉充氣口。(為什么?)塑料瓶中不能裝滿(mǎn)葡萄液汁,應(yīng)留一定空間,有利于酵母菌有氧呼吸大量繁殖形成種群優(yōu)勢(shì)。 簡(jiǎn)易裝置每天排氣一次。(擰松瓶蓋) 在制葡萄酒的過(guò)程中,要將溫度嚴(yán)格控制在1825,時(shí)間控制在1012天左右,可通過(guò)出料口對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行及時(shí)檢測(cè);在制葡萄醋的過(guò)程中,要將溫度嚴(yán)格控制在3035,時(shí)間控制在78天左右,并注意適時(shí)通過(guò)充氣口充氣。 課題二 腐乳的制作1、多種微生物參與了豆腐的
6、發(fā)酵,如青霉、酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一種絲狀真菌。代謝類(lèi)型是異養(yǎng)需氧型。生殖方式是孢子生殖。營(yíng)腐生生活。2、原理:毛霉等微生物產(chǎn)生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可將脂肪水解為甘油和脂肪酸。3、實(shí)驗(yàn)流程:讓豆腐上長(zhǎng)出毛霉加鹽腌制加鹵湯裝瓶密封腌制4、釀造腐乳的主要生產(chǎn)工序是將豆腐進(jìn)行前期發(fā)酵和后期發(fā)酵。前期發(fā)酵的主要作用:1.創(chuàng)造條件讓毛霉生長(zhǎng)。2.使毛霉形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。后期發(fā)酵主要是酶與微生物協(xié)同參與生化反應(yīng)的過(guò)程。通過(guò)各種輔料與酶的緩解作用,生成腐乳的香氣。5、將豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干塊。所
7、用豆腐的含水量為70左右,水分過(guò)多則腐乳不易成形。*水分測(cè)定方法如下:精確稱(chēng)取經(jīng)研缽研磨成糊狀的樣品510g(精確到0.02mg),置于已知重量的蒸發(fā)皿中,均勻攤平后,在100105電熱干燥箱內(nèi)干燥4h,取出后置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫后稱(chēng)重,然后再烘30min,直至所稱(chēng)重量不變?yōu)橹?。樣品水分含量?)計(jì)算公式如下:(烘干前容器和樣品質(zhì)量-烘干后容器和樣品質(zhì)量)/烘干前樣品質(zhì)量·毛霉的生長(zhǎng):條件:將豆腐塊平放在籠屜內(nèi),將籠屜中的控制在1518,并保持一定的溫度。 來(lái)源:1.來(lái)自空氣中的毛霉孢子,2. 直接接種優(yōu)良毛霉菌種 時(shí)間:5天·加鹽腌制:將長(zhǎng)滿(mǎn)毛霉的豆腐塊分層整齊地?cái)[放在
8、瓶中,同時(shí)逐層加鹽,隨著層數(shù)的加高而增加鹽量,接近瓶口表面的鹽要鋪厚一些。加鹽腌制的時(shí)間約為8天左右。·用鹽腌制時(shí),注意控制鹽的用量:鹽的濃度過(guò)低,不足以抑制微生物的生長(zhǎng),可能導(dǎo)致豆腐腐敗變質(zhì);鹽的濃度過(guò)高會(huì)影響腐乳的口味·食鹽的作用:1.抑制微生物的生長(zhǎng),避免腐敗變質(zhì)2.析出水分,是豆腐變硬,在后期制作過(guò)程中不易酥爛3.調(diào)味作用,給腐乳以必要的咸味4.浸提毛酶菌絲上的蛋白酶。·配制鹵湯:鹵湯直接關(guān)系到腐乳的色、香、味。鹵湯是由酒及各種香辛料配制而成的。鹵湯中酒的含量一般控制在12%左右。·酒的作用:1.防止雜菌污染以防腐2.與有機(jī)酸結(jié)合形成酯,賦予腐乳
9、風(fēng)味3.酒精含量的高低與腐乳后期發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短有很大關(guān)系,酒精含量越高,對(duì)蛋白酶的抑制作用也越大,使腐乳成熟期延長(zhǎng);酒精含量過(guò)低,蛋白酶的活性高,加快蛋白質(zhì)的水解,雜菌繁殖快,豆腐易腐敗,難以成塊。·香辛料的作用:1.調(diào)味作用2.殺菌防腐作用3.參與并促進(jìn)發(fā)酵過(guò)程·防止雜菌污染:用來(lái)腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干凈后要用沸水消毒。裝瓶時(shí),操作要迅速小心。整齊地?cái)[放好豆腐、加入鹵湯后,要用膠條將瓶口密封。封瓶時(shí),最好將瓶口通過(guò)酒精燈的火焰,防止瓶口被污染。疑難解答(1)利用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí),解釋豆腐長(zhǎng)白毛是怎么一回事?豆腐生長(zhǎng)的白毛是毛霉的白色菌絲。嚴(yán)格地說(shuō)是直立菌絲,在豆腐中還有
10、匍匐菌絲。(2)為什么要撒許多鹽,將長(zhǎng)毛的豆腐腌起來(lái)?鹽能防止雜菌污染,避免豆腐腐敗。(3)我們平常吃的豆腐,哪種適合用來(lái)做腐乳?含水量為70%左右的豆腐適于作腐乳。用含水量高的豆腐制作腐乳,不易成形。(4)吃腐乳時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)腐乳外部有一層致密的“皮”。這層“皮”是怎樣形成的呢?它對(duì)人體有害嗎?它的作用是什么?“皮”是前期發(fā)酵時(shí)在豆腐表面上生長(zhǎng)的菌絲(匍匐菌絲),對(duì)人體無(wú)害。它能形成腐乳的“體”,使腐乳成形。課題三 制作泡菜·制作泡菜所用微生物是乳酸菌 ,其代謝類(lèi)型是異養(yǎng)厭氧型。在無(wú)氧條件下,降糖分解為乳酸 。分裂方式是二分裂。反應(yīng)式為:C6H12O62C3H6O3+能量 含抗生素牛
11、奶不能生產(chǎn)酸奶的原因是抗生素殺死乳酸菌。常見(jiàn)的乳酸菌有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。乳酸桿菌常用于生產(chǎn)酸奶。·亞硝酸鹽為白色粉末,易溶于水,在食品生產(chǎn)中用作食品添加劑。·膳食中的亞硝酸鹽一般不會(huì)危害人體健康,國(guó)家規(guī)定肉制品中不超過(guò)30mg/kg,醬腌菜中不超過(guò)20mg/kg,嬰兒奶粉中不超過(guò)2mg/kg。亞硝酸鹽被吸收后隨尿液排出體外,但在適宜pH 、溫度和一定微生物作用下形成致癌物質(zhì)亞硝胺。亞硝酸鹽含量發(fā)酵時(shí)間(d)·一般在腌制 10 天后亞硝酸鹽含量開(kāi)始降低,故在10天之后食用最好*測(cè)定亞硝酸鹽含量的原理是在鹽酸酸化條件下,亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)后,與
12、N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽結(jié)合形成玫瑰紅色染料,與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)顯色液目測(cè)比較,估算泡菜中亞硝酸鹽含量。高考題鏈接:1、(2015年廣東)泡菜是我國(guó)的傳統(tǒng)食品之一,但制作過(guò)程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽對(duì)人體健康有潛在危害,某興趣小組準(zhǔn)備參加“科技創(chuàng)新大賽一”,查閱資料得到圖11 . ( l )制作泡菜時(shí),泡菜壇一般用水密封,目的是隔絕空氣,形成無(wú)氧環(huán)境,有利于乳酸菌發(fā)酵 乳酸菌發(fā)酵第一階段的產(chǎn)物有H、丙酮酸和ATP. (2)據(jù)圖日11,與第3 天相比,第8 天后的泡菜更適于食用,因?yàn)楹笳邅喯跛猁}的含量很低,對(duì)人體危害??;PH值呈下降趨勢(shì),原因是乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)物乳酸含量增加。(3) 該小組得到一株“優(yōu)選”乳酸
13、菌(亞硝酸鹽還原酶活力比普通乳酸菌高5倍),擬參考資料的實(shí)驗(yàn)方案和食鹽濃度(4%-10%),探究與普通乳酸菌相比用“優(yōu)選”乳酸菌制作泡菜過(guò)程中亞硝酸鹽含量的高低,并確定其最適條件,請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表,并推測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。探究“優(yōu)選”乳酸菌與普通乳酸菌分別在不同食鹽濃度下發(fā)酵8天亞硝酸鹽的含量預(yù)測(cè)結(jié)論:同等食鹽濃度下發(fā)酵8天時(shí),優(yōu)選乳酸菌的亞硝酸鹽含量低于普通乳酸菌的亞硝酸鹽含量。2、(2014海南卷)已知泡菜中亞硝酸鹽含量與泡制時(shí)間有關(guān)。為了測(cè)定不同泡制天數(shù)泡菜中亞硝酸鹽的含量,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)材料、試劑及用具包括:刻度移液管、比色管、不同濃度的亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液、亞硝酸鹽的顯色劑
14、、不同泡制天數(shù)的泡菜濾液等?;卮鹣嚓P(guān)問(wèn)題:請(qǐng)完善下列實(shí)驗(yàn)步驟。標(biāo)準(zhǔn)管的制備:用 和顯色劑制成顏色深淺不同的系列標(biāo)準(zhǔn)管。樣品管的制備:用刻度移液管分別吸取一定量的 ,加到不同的比色管中,然后在各個(gè)比色管中加入等量的顯色劑進(jìn)行顯色,得到樣品管。將每個(gè) 分別與系列標(biāo)準(zhǔn)管進(jìn)行比較,找出與樣品管顏色深淺 的標(biāo)準(zhǔn)管,該管中亞硝酸鈉含量即代表樣品管中的亞硝酸鹽含量,記錄各樣品管亞硝酸鹽的含量。右圖表示的是泡菜中 趨勢(shì)。泡菜制作過(guò)程中產(chǎn)酸的細(xì)菌主要是 (填“醋酸桿菌”或“乳酸菌”)?!敬鸢浮浚?)不同濃度亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液 不同泡制天數(shù)的泡菜濾液 樣品管 一致(2)亞硝酸鹽含量 (3)乳酸菌3、(2013新課標(biāo)
15、卷)回答下列有關(guān)泡菜制作的習(xí)題:(1)制作泡菜是,所用鹽水煮沸,其目的是 。為了縮短制作時(shí)間,有人還會(huì)在冷卻后的鹽水中加入少量陳泡菜液,加入陳泡菜液的目的是 。(2)泡菜制作過(guò)程中,乳酸發(fā)酵過(guò)程即為乳酸菌進(jìn)行 的過(guò)程。該過(guò)程發(fā)生在乳酸菌的 中。(3)泡菜制作過(guò)程中影響亞硝酸鹽含量的因素有 、 和 等。(4)從開(kāi)始制作到泡菜質(zhì)量最佳這段時(shí)間內(nèi),泡菜液逐漸變酸,這段時(shí)間內(nèi)泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長(zhǎng)規(guī)律是 ,原因是: 。【答案】(1)消滅雜菌 增加乳酸菌含量(2)無(wú)氧呼吸 細(xì)胞質(zhì) (3)溫度、食鹽用量、腌制時(shí)間 (4)乳酸菌數(shù)量增加,雜菌數(shù)量較少 乳酸菌比雜菌更為耐酸專(zhuān)題二 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用
16、課題一 微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)·培養(yǎng)基:人們按照微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同需求,配制出供其生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),是進(jìn)行微生物培養(yǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。·培養(yǎng)基按照物理性質(zhì)可分為液體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑瓊脂(是從紅藻中提取的一種多糖,在配制培養(yǎng)基中用作凝固劑)后,制成瓊脂固體培養(yǎng)基。微生物在固體培養(yǎng)基表面生長(zhǎng),可以形成肉眼可見(jiàn)的菌落。根據(jù)菌落的特征可以判斷是哪一種菌。液體培養(yǎng)基應(yīng)用于工業(yè)或生活生產(chǎn),固體培養(yǎng)基應(yīng)用于微生物的分離和鑒定,半固體培養(yǎng)基則常用于觀(guān)察微生物的運(yùn)動(dòng)及菌種保藏等。·按照成分培養(yǎng)基可分為人工合成培養(yǎng)基和天然培養(yǎng)基。合成培養(yǎng)基是用成
17、分已知的化學(xué)物質(zhì)配制而成,其中成分的種類(lèi)比例明確,常用于微生物的分離鑒定。天然培養(yǎng)基是用化學(xué)成分不明的天然物質(zhì)配制而成,常用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)。·按照培養(yǎng)基的用途,可將培養(yǎng)基分為選擇培養(yǎng)基和鑒定培養(yǎng)基。選擇培養(yǎng)基是指在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì),以抑制不需要的微生物生長(zhǎng),促進(jìn)所需要的微生物的生長(zhǎng)。鑒別培養(yǎng)基是根據(jù)微生物的特點(diǎn),在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品配制而成的,用以鑒別不同類(lèi)別的微生物。·培養(yǎng)基的化學(xué)成分包括水 、 無(wú)機(jī)鹽 、 碳源 、 氮源 、生長(zhǎng)因子等。·碳源:能為微生物的代謝提供碳元素的物質(zhì)。如CO2、NaHCO3等無(wú)機(jī)碳源;糖類(lèi)、石油、花生粉餅等有機(jī)碳
18、源。異養(yǎng)微生物只能利用有機(jī)碳源。單質(zhì)碳不能作為碳源。·氮源:能為微生物的代謝提供氮元素的物質(zhì)。如N2、NH3、NO3-、NH4+(無(wú)機(jī)氮源)蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨(有機(jī)氮源)等。只有固氮微生物才能利用N2。·培養(yǎng)基還要滿(mǎn)足微生物生長(zhǎng)對(duì)pH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求。例如,培養(yǎng)乳酸桿菌時(shí)需要在培養(yǎng)基中添加維生素,培養(yǎng)霉菌時(shí)須將培養(yǎng)基的pH調(diào)至酸性,培養(yǎng)細(xì)菌是需要將pH調(diào)至中性或微堿性,培養(yǎng)厭氧型微生物是則需要提供無(wú)氧的條件·無(wú)菌技術(shù)·獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的入侵,要注意以下幾個(gè)方面:對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手,進(jìn)行清潔和
19、消毒。將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進(jìn)行滅菌。為避免周?chē)h(huán)境中微生物的污染,實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周?chē)奈锲废嘟佑|。無(wú)菌技術(shù)除了用來(lái)防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來(lái)微生物污染外,還有什么目的?答:無(wú)菌技術(shù)還能有效避免操作者自身被微生物感染。·消毒與滅菌的區(qū)別消毒指使用較為溫和的物理或化學(xué)方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對(duì)人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。消毒方法常用煮沸消毒法,巴氏消毒法(對(duì)于一些不耐高溫的液體)還有化學(xué)藥劑(如酒精、氯氣、石炭酸等)消毒、紫外線(xiàn)消毒。滅菌則是指使用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物,
20、包括芽孢和孢子。滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌。滅菌方法:接種環(huán)、接種針、試管口等使用灼燒滅菌法;玻璃器皿、金屬用具等使用干熱滅菌法,所用器械是干熱滅菌箱 ; 培養(yǎng)基、無(wú)菌水等使用高壓蒸汽滅菌法,所用器械是高壓蒸汽滅菌鍋 。表面滅菌和空氣滅菌等使用紫外線(xiàn)滅菌法,所用器械是紫外燈 。比較項(xiàng)理化因素的作用強(qiáng)度消滅微生物的數(shù)量芽孢和孢子能否被消滅消毒較為溫和部分生活狀態(tài)的微生物不能滅菌強(qiáng)烈全部微生物能制作牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基(1)方法步驟:計(jì)算、稱(chēng)量、溶化、滅菌、倒平板。(注意是先滅菌再倒平板)(2)倒平板操作的步驟:將滅過(guò)菌的培養(yǎng)皿放在火焰旁的桌面上,右手拿裝有培養(yǎng)基的錐形瓶,左手拔
21、出棉塞。右手拿錐形瓶,將瓶口迅速通過(guò)火焰。用左手的拇指和食指將培養(yǎng)皿打開(kāi)一條稍大于瓶口的縫隙,右手將錐形瓶中的培養(yǎng)基(約1020mL)倒入培養(yǎng)皿,左手立即蓋上培養(yǎng)皿的皿蓋。等待平板冷卻凝固,大約需510min。然后,將平板倒過(guò)來(lái)放置,使培養(yǎng)皿蓋在下、皿底在上。·倒平板操作的討論1.培養(yǎng)基滅菌后,需要冷卻到50左右時(shí),才能用來(lái)倒平板。你用什么辦法來(lái)估計(jì)培養(yǎng)基的溫度?可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基的錐形瓶,感覺(jué)錐形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時(shí),就可以進(jìn)行倒平板了。2.為什么需要使錐形瓶的瓶口通過(guò)火焰?答:通過(guò)灼燒滅菌,防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。3.平板冷凝后,為什么要將平板倒置?答:平板冷凝后,
22、皿蓋上會(huì)凝結(jié)水珠,凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高,將平板倒置,既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)]發(fā),又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基,造成污染。4.在倒平板的過(guò)程中,如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位,這個(gè)平板還能用來(lái)培養(yǎng)微生物嗎?為什么?答:空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生,因此最好不要用這個(gè)平板培養(yǎng)微生物。純化大腸桿菌(1)微生物接種的方法最常用的是平板劃線(xiàn)法和稀釋涂布平板法。(2)平板劃線(xiàn)法是通過(guò)接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線(xiàn)的操作。將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。在數(shù)次劃線(xiàn)后培養(yǎng),可以分離到由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來(lái)的肉眼可見(jiàn)的子細(xì)胞群體,這就是菌落。(3)
23、稀釋涂布平板法是將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋?zhuān)缓髮⒉煌♂尪鹊木悍謩e涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面,進(jìn)行培養(yǎng)。分為系列稀釋操作和涂布平板操作兩步。(4)用平板劃線(xiàn)法和稀釋涂布平板法接種的目的是:使聚集在一起的微生物分散成單個(gè)細(xì)胞,從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落,以便于純化菌種。(5)平板劃線(xiàn)法操作步驟:將接種環(huán)放在火焰上灼燒,直到接種環(huán)燒紅。在火焰旁冷卻接種環(huán),并打開(kāi)棉塞。將試管口通過(guò)火焰。將已冷卻的接種環(huán)伸入菌液中蘸取一環(huán)菌液。將試管通過(guò)火焰,并塞上棉塞。左手將皿蓋打開(kāi)一條縫隙,右手將沾有菌種的接種環(huán)迅速伸入平板內(nèi),劃三至五條平行線(xiàn),蓋上皿蓋。注意不要?jiǎng)澠婆囵B(yǎng)皿。灼燒接種環(huán),待其冷卻后,從第
24、 一區(qū)域劃線(xiàn)的末端開(kāi)始往第二區(qū)域內(nèi)劃線(xiàn)。重復(fù)以上操作,在三、四、五區(qū)域內(nèi)劃線(xiàn)。注意不要將最 后一區(qū)的劃線(xiàn)與第一區(qū)相連。將平板倒置放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。·平板劃線(xiàn)操作的討論1.為什么在操作的第一步以及每次劃線(xiàn)之前都要灼燒接種環(huán)?在劃線(xiàn)操作結(jié)束時(shí),仍然需要灼燒接種環(huán)嗎?為什么?答:操作的第一步灼燒接種環(huán)是為了避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物;每次劃線(xiàn)前灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線(xiàn)結(jié)束后,接種環(huán)上殘留的菌種,使下一次劃線(xiàn)時(shí),接種環(huán)上的菌種直接來(lái)源于上次劃線(xiàn)的末端,從而通過(guò)劃線(xiàn)次數(shù)的增加,使每次劃線(xiàn)時(shí)菌種的數(shù)目逐漸減少,以便得到菌落。劃線(xiàn)結(jié)束后灼燒接種環(huán),能及時(shí)殺死接種環(huán)上殘留的菌種,避免
25、細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者。2.在灼燒接種環(huán)之后,為什么要等其冷卻后再進(jìn)行劃線(xiàn)?答:以免接種環(huán)溫度太高,殺死菌種。3.在作第二次以及其后的劃線(xiàn)操作時(shí),為什么總是從上一次劃線(xiàn)的末端開(kāi)始劃線(xiàn)?答:劃線(xiàn)后,線(xiàn)條末端細(xì)菌的數(shù)目比線(xiàn)條起始處要少,每次從上一次劃線(xiàn)的末端開(kāi)始,能使細(xì)菌的數(shù)目隨著劃線(xiàn)次數(shù)的增加而逐步減少,最終能得到由單個(gè)細(xì)菌繁殖而來(lái)的菌落。(6)涂布平板操作的步驟:將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中。取少量菌液,滴加到培養(yǎng)基表面。將沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃盡后,冷卻810s。用涂布器將菌液均勻地涂布在培養(yǎng)基表面。涂布平板操作的討論涂布平板的所有操作都應(yīng)在火焰附近進(jìn)行。結(jié)合平板劃線(xiàn)與
26、系列稀釋的無(wú)菌操作要求,想一想,第2步應(yīng)如何進(jìn)行無(wú)菌操作?提示:應(yīng)從操作的各個(gè)細(xì)節(jié)保證“無(wú)菌”。例如,酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適、吸管頭不要接觸任何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周?chē)坏鹊?。菌種的保存(1)對(duì)于頻繁使用的菌種,可以采用臨時(shí)保藏的方法。臨時(shí)保藏方法將菌種接種到試管的固體斜面培養(yǎng)基上,在合適的溫度下培養(yǎng)。當(dāng)菌落長(zhǎng)成后,將試管放入4的冰箱中保藏。以后每36個(gè)月,都要重新將菌種從舊的培養(yǎng)基上轉(zhuǎn)移到新鮮的培養(yǎng)基上。缺點(diǎn):這種方法保存的時(shí)間不長(zhǎng),菌種容易被污染或產(chǎn)生變異。(2)對(duì)于需要長(zhǎng)期保存的菌種,可以采用甘油管藏的方法。在3mL的甘油瓶中,裝入1mL甘油后滅菌。將1mL培養(yǎng)的菌液轉(zhuǎn)移到甘
27、油瓶中,與甘油充分混勻后,放在20的冷凍箱中保存。疑難解答(1)生物的營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)是指生物攝取、利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是指維持機(jī)體生命活動(dòng),保證發(fā)育、生殖所需的外源物質(zhì)。人及動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):水、無(wú)機(jī)鹽、糖類(lèi)、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素六類(lèi)。植物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):礦質(zhì)元素、水、二氧化碳等三類(lèi)。微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源及特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)五類(lèi)。(2)確定培養(yǎng)基制作是否合格的方法將未接種的培養(yǎng)基在恒溫箱中保溫12天,無(wú)菌落生長(zhǎng),說(shuō)明培養(yǎng)基的制備是成功的,否則需要重新制備。課題二 土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)尿素:是一種重要的農(nóng)業(yè)氮肥,尿素并不能直接被農(nóng)作物吸收。只有當(dāng)土壤中的細(xì)菌將尿素分解成氨之
28、后,才能被植物利用。土壤中的細(xì)菌之所以能分解尿素,是因?yàn)樗麄兡芎铣呻迕改蛩刈畛跏菑娜说哪蛞褐邪l(fā)現(xiàn)的篩選菌株:(1)實(shí)驗(yàn)室中微生物的篩選應(yīng)用的原理人為提供有利于目的菌株生長(zhǎng)的條件(包括營(yíng)養(yǎng)、溫度、pH等),同時(shí)抑制或阻止其他微生物生長(zhǎng)。(2)選擇性培養(yǎng)基在微生物學(xué)中,將允許特定種類(lèi)的微生物生長(zhǎng),同時(shí)抑制或阻止其他種類(lèi)微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基,稱(chēng)作選擇培養(yǎng)基。(3)配制選擇培養(yǎng)基的依據(jù)根據(jù)選擇培養(yǎng)的菌種的生理代謝特點(diǎn)加入某種物質(zhì)以達(dá)到選擇的目的。例如,培養(yǎng)基中不加入有機(jī)物可以選擇培養(yǎng)自養(yǎng)微生物;培養(yǎng)基中不加入氮元素,可以選擇培養(yǎng)能固氮的微生物;加入高濃度的食鹽可選擇培養(yǎng)金黃色葡萄球菌等。統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目(1
29、)測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法有稀釋涂布平板法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)。(2)稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)樣品中活菌的數(shù)目的原理當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí),培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落,來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù),就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活細(xì)菌。為了保證結(jié)果準(zhǔn)確,一般設(shè)置35個(gè)平板,選擇菌落數(shù)在30300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù),并取平均值。統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目低,因此,統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)來(lái)表示。采用此方法的注意事項(xiàng):1.一般選取菌落數(shù)在30300之間的平板進(jìn)行計(jì)數(shù) 2.本法僅限于形成菌落的微生物設(shè)置對(duì)照設(shè)置對(duì)照的主要目的是排除實(shí)驗(yàn)組中非測(cè)試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的
30、可信度。對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指除了被測(cè)試的條件以外,其他條件都相同的實(shí)驗(yàn),其作用是比照試驗(yàn)組,排除任何其他可能原因的干擾,證明確實(shí)是所測(cè)試的條件引起相應(yīng)的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包括實(shí)驗(yàn)方案,所需儀器、材料、用具和藥品,具體的實(shí)施步驟以及時(shí)間安排等的綜合考慮和安排。(1)土壤取樣:同其他生物環(huán)境相比,土壤中的微生物,數(shù)量最大,種類(lèi)最多。在富含有機(jī)質(zhì)的土壤表層,有更多的微生物生長(zhǎng)。從富含有機(jī)物、潮濕、pH7的土壤中取樣。鏟去表層土,在距地表約38cm的土壤層取樣。(2)樣品的稀釋?zhuān)簶悠返南♂尦潭葘⒅苯佑绊懫桨迳仙L(zhǎng)的菌落數(shù)目。在實(shí)際操作中,通常選用一定稀釋范圍的樣品液進(jìn)行培養(yǎng),以保證獲得菌落數(shù)在30300之
31、間、適于計(jì)數(shù)的平板。測(cè)定土壤中細(xì)菌的數(shù)量,一般選用104 105 106測(cè)定放線(xiàn)菌的數(shù)量,一般選用103 104 105 測(cè)定真菌的數(shù)量,一般選用102 103 104(3)微生物的培養(yǎng)與觀(guān)察不同種類(lèi)的微生物,往往需要不同的培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間。細(xì)菌3037 12天放線(xiàn)菌2528 57天 霉菌2528 34天每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次菌落數(shù)目,選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)的記錄作為結(jié)果,這樣可以防止因培養(yǎng)時(shí)間不足而導(dǎo)致一樓菌落的數(shù)目。一般來(lái)說(shuō),在一定的培養(yǎng)條件下(相同的培養(yǎng)基、唯獨(dú)及培養(yǎng)時(shí)間),同種微生物表現(xiàn)出穩(wěn)定的菌落特征。形狀、大小、隆起程度、顏色疑難解答(1)如何從平板上的菌落數(shù)推測(cè)出每克樣品中的菌落數(shù)?
32、統(tǒng)計(jì)某一稀釋度下平板上的菌落數(shù),最好能統(tǒng)計(jì)3個(gè)平板,計(jì)算出平板菌落數(shù)的平均值每克樣品中的菌落數(shù)=(C/V)×M 其中,C代表某一稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù),V代表涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(ml),M代表稀釋倍數(shù) 課題三 分解纖維素的微生物的分離纖維素,一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物,是地球上含量最豐富的多糖類(lèi)物質(zhì)。纖維素與纖維素酶(1)棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物,木材、作物秸稈等也富含纖維素。(2)纖維素酶是一種復(fù)合酶,一般認(rèn)為它至少包括三種組分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖,第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。纖維素最終被水解
33、成葡萄糖,為微生物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)。纖維素分解菌的篩選(1)篩選方法:剛果紅染色法。能夠通過(guò)顏色反應(yīng)直接對(duì)微生物進(jìn)行篩選。(2)剛果紅染色法篩選纖維素分解菌的原理剛果紅是一種染料,它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物,但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)我們?cè)诤欣w維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時(shí),剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后,剛果紅纖維素的復(fù)合物就無(wú)法形成,培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。這樣,我們就可以通過(guò)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌。分離分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)流程土壤取樣選擇培養(yǎng)(此步是否需要,應(yīng)根據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量的
34、多少來(lái)確定)梯度稀釋將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上挑選產(chǎn)生透明圈的菌落(1)土壤采集 選擇富含纖維素的環(huán)境。(2)剛果紅染色法分離纖維素分解菌的步驟 倒平板操作、制備菌懸液、涂布平板(3)剛果紅染色法種類(lèi)一種是先培養(yǎng)微生物,再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng),另一種是在倒平板時(shí)就加入剛果紅。課題延伸對(duì)分解纖維素的微生物進(jìn)行了初步的篩選后,只是分離純化的第一步,為確定得到的是纖維素分解菌,還需要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn),纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種。纖維素酶的測(cè)定方法,一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量的測(cè)定。疑難解答(1)為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素
35、分解菌?由于生物與環(huán)境的相互依存關(guān)系,在富含纖維素的環(huán)境中,纖維素分解菌的含量相對(duì)提高,因此從這種土樣中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。(2)將濾紙埋在土壤中有什么作用?你認(rèn)為濾紙應(yīng)該埋進(jìn)土壤多深?將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對(duì)聚集,實(shí)際上是人工設(shè)置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境。一般應(yīng)將紙埋于深約10cm左右腐殖土壤中。(3)兩種剛果紅染色法的比較方法一是傳統(tǒng)的方法,缺點(diǎn)是操作繁瑣,加入剛果紅溶液會(huì)使菌落之間發(fā)生混雜;其優(yōu)點(diǎn)是這樣顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用。方法二的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便,不存在菌落混雜問(wèn)題,缺點(diǎn)是由于纖維素和瓊脂、土豆汁中都含有淀粉類(lèi)物質(zhì),可以使能夠產(chǎn)生淀粉酶
36、的微生物出現(xiàn)假陽(yáng)性反應(yīng)。但這種只產(chǎn)生淀粉酶的微生物產(chǎn)生的透明圈較為模糊,因?yàn)榕囵B(yǎng)基中纖維素占主要地位,因此可以與纖維素酶產(chǎn)生的透明圈相區(qū)分。方法二的另一缺點(diǎn)是:有些微生物具有降解色素的能力,它們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)降解剛果紅形成明顯的透明圈,與纖維素分解菌不易區(qū)分。(4)為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物?在選擇培養(yǎng)的條件下,可以使那些能夠適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖,而那些不適應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到“濃縮”的作用。高考題鏈接:1、(2015新課標(biāo)卷)已知微生物A可以產(chǎn)生油脂,微生物B可以產(chǎn)生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生產(chǎn)。回答有關(guān)問(wèn)題:(1)顯
37、微觀(guān)察時(shí),微生物A菌體中的油脂通??捎糜?染色。微生物A產(chǎn)生的油脂不易揮發(fā),可選用 (填“萃取法”或“水蒸氣蒸餾法”)從菌體中提取。(2)為了從自然界中獲得能產(chǎn)生脂肪酶的微生物B的單菌落,可從含有油料作物種子腐爛物的土壤中取樣,并應(yīng)選用以 為碳源的固體培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。(3)若要測(cè)定培養(yǎng)液中微生物B的菌體數(shù),可在顯微鏡下用 直接計(jì)數(shù);若要測(cè)定其活菌數(shù)量,可選用 法進(jìn)行計(jì)數(shù)。(4)為了確定微生物B產(chǎn)生的脂肪酶的最適溫度,某同學(xué)測(cè)得相同時(shí)間內(nèi),在35、40、45溫度下降解10g油脂所需酶量依次為4mg、1mg、6mg,則上述三個(gè)溫度中, 條件下該酶活力最小。為了進(jìn)一步確定該酶的最適溫度,應(yīng)圍繞 設(shè)計(jì)
38、后續(xù)實(shí)驗(yàn)?!敬鸢浮浚?)蘇丹(或蘇丹) 萃取法 (2)油脂 (3)血細(xì)胞計(jì)數(shù)板 稀釋涂布平板 (4)45 402、(2015年江蘇)人工瘤胃模仿了牛羊等反芻動(dòng)物的胃,可用來(lái)發(fā)酵處理秸稈,提高秸稈的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。為了增強(qiáng)發(fā)酵效果,研究人員從牛胃中篩選纖維素酶高產(chǎn)菌株,并對(duì)其降解纖維素能力進(jìn)行了研究。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)在樣品稀釋和涂布平板步驟中,下列選項(xiàng)不需要的是 _ (填序號(hào))。 酒精燈 于培養(yǎng)皿 顯微鏡 無(wú)菌水 (2)在涂布平板時(shí),滴加到培養(yǎng)基表面的菌懸液量不宜過(guò)多的原因是 _ _ 。 (3)向試管內(nèi)分裝含瓊脂的培養(yǎng)基時(shí),若試管口粘附有培養(yǎng)基,需要用酒精棉球擦凈的原因是 _ _ 。 (4)剛
39、果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物,但并不與纖維素降解產(chǎn)物纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。研究人員在剛果紅培養(yǎng)基平板上,篩到了幾株有透明降解圈的菌落(見(jiàn)右圖)。 圖中降解圈大小與纖維素酶的 _ 有關(guān)。 圖中降解纖維素能力最強(qiáng)的菌株是 _ _ (填圖中序號(hào))。 (5)研究人員用篩選到的纖維素酶高產(chǎn)菌株J1和J4,在不同溫度和pH條件下進(jìn)行發(fā)酵, 測(cè)得發(fā)酵液中酶活性的結(jié)果見(jiàn)下圖,推測(cè)菌株 _ 更適合用于人工瘤胃發(fā)酵,理由是 _ 。 【答案】(1) (2)培養(yǎng)基表面的菌懸液會(huì)出現(xiàn)積液,導(dǎo)致菌體堆積,影響分離效果(3)避免培養(yǎng)基污染棉塞(4)量與活性 (5)J4 發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)熱和產(chǎn)酸,J4菌株在較高溫度和
40、酸性環(huán)境下酶的活性更高3、(2014新課標(biāo)卷)為了調(diào)查某河流的水質(zhì)狀況,某研究小組測(cè)定了該河流水樣中的細(xì)菌含量,并進(jìn)行了細(xì)菌的分離等工作?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)該小組采用稀釋涂布平板法檢測(cè)水樣中的細(xì)菌含量。在涂布接種前,隨機(jī)取若干滅菌后的空平板先行培養(yǎng)了一段時(shí)間,這樣做的目的是 ;然后,將1mL水樣稀釋100倍,在3個(gè)平板上用涂布法分別接入0.1mL稀釋液;經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后,3個(gè)平板上的菌落數(shù)分別為39、38和37。據(jù)此可得出每升水樣中的活菌數(shù)為 。(2)該小組采用平板劃線(xiàn)法分離水樣中的細(xì)菌。操作時(shí),接種環(huán)通過(guò) 滅菌,在第二次及以后劃線(xiàn)時(shí),總是從上一次的末端開(kāi)始劃線(xiàn)。這樣做的目的是 。(3)示意圖A
41、和B中, 表示的是用稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)后得到的結(jié)果。(4)該小組將得到的菌株接種到液體培養(yǎng)基中并混勻,一部分進(jìn)行靜置培養(yǎng),另一部分進(jìn)行振蕩培養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):振蕩培養(yǎng)的細(xì)菌比靜置培養(yǎng)的細(xì)菌生長(zhǎng)速度快。分析其原因是:振蕩培養(yǎng)能提高培養(yǎng)液的 的含量,同時(shí)可以使菌體與培養(yǎng)液充分接觸,提高 的利用率?!敬鸢浮浚?)檢測(cè)培養(yǎng)基平板滅菌是否合格 3.8×10(2)灼燒; 將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得單個(gè)菌落 (3)B 、溶解氧 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)4、(2014新課標(biāo)卷)植物秸稈中的纖維素可被某些微生物分解。回答下列問(wèn)題:(1)分解秸稈中纖維素的微生物能分泌纖維素酶,該酶是由3種組分組成的復(fù)合酶,其中的葡萄
42、糖苷酶可將 分解成 。(2)在含纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅(CR)時(shí),CR可與纖維素形成 色復(fù)合物。用含有CR的該種培養(yǎng)基培養(yǎng)纖維素分解菌時(shí),培養(yǎng)基上會(huì)出現(xiàn)以該菌的菌落為中心的 。 (3)為從富含纖維素的土壤中分離獲得纖維素分解菌的單菌落,某同學(xué)設(shè)計(jì)了甲、乙兩種培養(yǎng)基(成分見(jiàn)下表):酵母膏無(wú)機(jī)鹽淀粉纖維素粉瓊脂CR溶液水培養(yǎng)基甲+-+培養(yǎng)基乙+-+注:“+”表示有,“”表示無(wú)。據(jù)表判斷,培養(yǎng)基甲 (填“能”或“不能”)用于分離和鑒別纖維素分解菌,原因是 ;培養(yǎng)基乙 (填“能”或“不能”)用于分離和鑒別纖維素分解菌,原因是 ;【答案】(1)纖維二糖 葡萄糖 (2)紅色 透明圈 (3)不能 液體培
43、養(yǎng)基不能分離單菌落 不能 乙培養(yǎng)基中沒(méi)有纖維素,不會(huì)形成CR-纖維素紅色復(fù)合物,即使出現(xiàn)單菌落也不能確定其為纖維素分解菌5、(2014四川卷)有機(jī)農(nóng)藥苯磺隆是一種除草劑,長(zhǎng)期使用會(huì)污染環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn),苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機(jī)制的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖甲、乙所示。 (1)微生物生長(zhǎng)繁殖所需的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有碳源、水、_四類(lèi),該實(shí)驗(yàn)所用的選擇培養(yǎng)基只能以苯磺隆作為唯一碳源,其原因是_。(2)與微生物培養(yǎng)基相比,植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基常需添加生長(zhǎng)素和_,這些植物激素一般需要事先單獨(dú)配置成_保存?zhèn)溆?。?)純化菌株時(shí),通常使用的劃線(xiàn)工具是_。劃線(xiàn)的某個(gè)平板培養(yǎng)后,第一劃線(xiàn)區(qū)
44、域的劃線(xiàn)上都不間斷地長(zhǎng)滿(mǎn)了菌,第二劃線(xiàn)區(qū)域的第一條線(xiàn)上無(wú)菌落,其它劃線(xiàn)上有菌落。造成劃線(xiàn)無(wú)菌落可能的操作失誤有_。(4)為探究苯磺隆的降解機(jī)制,將該菌種的培養(yǎng)液過(guò)濾離心,取上清液做圖乙所示實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是_,該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理?為什么?_?!敬鸢浮浚?)氮源和無(wú)機(jī)鹽 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生長(zhǎng)和繁殖(2)細(xì)胞分裂素 母液(3)接種環(huán) 接種環(huán)灼燒后未冷卻;劃線(xiàn)未從第一區(qū)域末端開(kāi)始 (4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質(zhì)。 不合理,缺少空白對(duì)照6、(2013新課標(biāo)II卷)臨床使用抗生素前,有時(shí)需要做細(xì)菌耐藥實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí),首先要從病人身上獲取少量樣本,然后按照一定的實(shí)驗(yàn)步驟操作,以確定某
45、致病菌對(duì)不同抗生素的敏感性?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)為了從樣本中獲取致病菌單菌落,可用 法或 法將樣本接種于固體培養(yǎng)基表面,經(jīng)過(guò)選擇培養(yǎng)、鑒別等步驟獲得。(2)取該單菌落適當(dāng)稀釋?zhuān)?法接種于固體培養(yǎng)基表面,在37培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h,使其均勻生長(zhǎng),布滿(mǎn)平板。(3)為了檢測(cè)該致病菌對(duì)于抗生素的敏感性,將分別含有A、B、C、D四種抗生素的濾紙片均勻至于該平板上的不同位置,培養(yǎng)一段時(shí)間后,含A的濾紙片周?chē)霈F(xiàn)透明圈,說(shuō)明該致病菌對(duì)抗生素A ;含B的濾紙片周?chē)鷽](méi)有出現(xiàn)透明圈,說(shuō)明該致病菌對(duì)抗生素B ;含C的濾紙片周?chē)耐该魅Ρ群珹的小,說(shuō)明 ;含D的濾紙片周?chē)耐该魅σ脖群珹的小,且透明圈中出現(xiàn)了一個(gè)菌落
46、,在排除雜菌污染的情況下,此菌落很可能是抗生素D的 。(4)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,為達(dá)到抗菌目的,最好應(yīng)選用抗生素 。【答案】(1)劃線(xiàn) 稀釋涂布(或涂布)(2)涂布 (3)敏感 不敏感 該致病菌對(duì)C的敏感性比對(duì)A的弱 耐藥菌 (4)A 專(zhuān)題三 植物的組織培養(yǎng)技術(shù) 課題一 菊花的組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程細(xì)胞分化:在生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程中,細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上出現(xiàn)穩(wěn)定性差異的過(guò)程。離體的植物組織或細(xì)胞,在培養(yǎng)了一段時(shí)間以后,會(huì)通過(guò)細(xì)胞分裂,形成愈傷組織,愈傷組織的細(xì)胞排列疏松而無(wú)規(guī)則,是一種高度液泡化的呈無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程,稱(chēng)為植物細(xì)胞的脫分
47、化。脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng),又可以重新分化成根或芽等器官,這個(gè)過(guò)程叫做再分化。再分化形成的試管苗,移栽到地里,可以發(fā)育成完整的植物體。植物細(xì)胞工程具有某種生物全套遺傳信息的任何一個(gè)活細(xì)胞,都具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力,即每個(gè)生物細(xì)胞都具有全能性。但在生物體的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中并不表現(xiàn)出來(lái),這是因?yàn)樵谔囟ǖ臅r(shí)間和空間條件下,通過(guò)基因的選擇性表達(dá),構(gòu)成不同組織和器官。植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用有:實(shí)現(xiàn)優(yōu)良品種的快速繁殖;培育脫毒作物;制作人工種子;培育作物新品種以及細(xì)胞產(chǎn)物的工廠(chǎng)化生產(chǎn)等。·細(xì)胞分化是一種持久性的變化,它有什么生理意義?使多細(xì)胞生物體中細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能趨向?qū)iT(mén)化,有利于提高
48、各種生理功能的效率。比較根尖分生組織和愈傷組織的異同組織類(lèi)型細(xì)胞來(lái)源細(xì)胞形態(tài)細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞排列細(xì)胞去向根尖分生組織受精卵正方形無(wú)液泡緊密分化成多種細(xì)胞組織愈傷組織高度分化細(xì)胞無(wú)定形高度液泡化疏松再分化成新個(gè)體相同點(diǎn)都通過(guò)有絲分裂進(jìn)行細(xì)胞增殖影響植物組織培養(yǎng)的條件材料:不同的植物組織,培養(yǎng)的難易程度差別很大。植物材料的選擇直接關(guān)系到試驗(yàn)的成敗。植物的種類(lèi)、材料的年齡和保存時(shí)間的長(zhǎng)短等都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。菊花組織培養(yǎng)一般選擇未開(kāi)花植物的莖上部新萌生的側(cè)枝作材料。一般來(lái)說(shuō),容易進(jìn)行無(wú)性繁殖的植物容易進(jìn)行組織培養(yǎng)。選取生長(zhǎng)旺盛嫩枝進(jìn)行組培的是嫩枝生理狀態(tài)好,容易誘導(dǎo)脫分化和再分化。營(yíng)養(yǎng):離體的植物組織和細(xì)
49、胞,對(duì)營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境等條件的要求相對(duì)特殊,需要配制適宜的培養(yǎng)基。常用的培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基,其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg,微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co,有機(jī)物有甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖(提供碳源,維持細(xì)胞的滲透壓)等。在配置好的MS 培養(yǎng)基中,常常需要添加植物激素。激素:植物激素中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。在生長(zhǎng)素存在的情況下,細(xì)胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強(qiáng)趨勢(shì)。在培養(yǎng)基中需要添加生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素等植物激素,其濃度、使用的先后順序、用量的比例等都影響結(jié)果。使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果先生長(zhǎng)素,后細(xì)胞分裂素有利于分裂但不分化先細(xì)胞分
50、裂素,后生長(zhǎng)素細(xì)胞既分裂也分化同時(shí)使用分化頻率提高生長(zhǎng)素 細(xì)胞分裂素比值與結(jié)果比值高時(shí)促根分化,抑芽形成比值低時(shí)促芽分化,抑根形成比值適中促進(jìn)愈傷組織生長(zhǎng) +環(huán)境條件:PH、溫度、光照等環(huán)境條件。 不同的植物對(duì)各種條件的要求往往不同。進(jìn)行菊花的組織培養(yǎng),一般將pH控制在5.8左右,溫度控制在1822,并且每日用日光燈照射12h. 4、 操作流程配制MS固體培養(yǎng)基:配制各種母液:將各種成分按配方比例配制成的濃縮液(培養(yǎng)基母液)。·使用時(shí)根據(jù)母液的濃縮倍數(shù),計(jì)算用量,并加蒸餾水稀釋。·配制培養(yǎng)基:應(yīng)加入的物質(zhì)有瓊脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有機(jī)物和植物激素的母液,并用蒸餾水定
51、容到1000毫升。·在菊花組織培養(yǎng)中,可以不添加植物激素原因是菊花莖段組織培養(yǎng)比較容易。·滅菌:將分裝好的培養(yǎng)基連同其他器械一起進(jìn)行高壓蒸汽滅菌。·MS培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用是什么?與肉湯培養(yǎng)基相比,MS培養(yǎng)基有哪些特點(diǎn)?大量元素和微量元素提供植物細(xì)胞所必需的無(wú)機(jī)鹽;蔗糖提供碳源,維持細(xì)胞滲透壓;甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿(mǎn)足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營(yíng)養(yǎng)需求。微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營(yíng)養(yǎng)為主,MS培養(yǎng)基則需提供大量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)。外植體的消毒 外植體:用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段。選取菊花莖段時(shí),要取生長(zhǎng)旺盛的嫩枝。菊花莖段用流水沖洗后
52、可加少許洗衣粉,用軟刷輕輕刷洗,刷洗后在流水下沖洗20min左右。用無(wú)菌吸水紙吸干外植體表面的水分,放入體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精中搖動(dòng)23次,持續(xù)67s,立即將外植體取出,在無(wú)菌水中清洗。取出后仍用無(wú)菌吸水紙吸干外植體表面水分,放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液中12min。取出后,在無(wú)菌水中至少清洗3次,漂洗消毒液。注意:對(duì)外植體進(jìn)行表面消毒時(shí),就要考慮藥劑的消毒效果,又要考慮植物的耐受能力。接種:接種過(guò)程中插入外植體時(shí)形態(tài)學(xué)上端朝上,每個(gè)錐形瓶接種78個(gè)外植體。外植體接種與細(xì)菌接種相似,操作步驟相同,而且都要求無(wú)菌操作。培養(yǎng):應(yīng)該放在無(wú)菌箱中進(jìn)行,并定期進(jìn)行消毒,保持適宜的溫度(1822)和
53、光照(12h)移栽:栽前應(yīng)先打開(kāi)培養(yǎng)瓶的封口膜,讓其在培養(yǎng)間生長(zhǎng)幾日,然后用流水清洗根部培養(yǎng)基。然后將幼苗移植到消過(guò)毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中生活一段時(shí)間,進(jìn)行壯苗。最后進(jìn)行露天栽培。栽培 外植體在培養(yǎng)過(guò)程中可能會(huì)被污染,原因有外植體消毒不徹底;培養(yǎng)基滅菌不徹底;接種中被雜菌污染;錐形瓶密封性差等。專(zhuān)題二 月季的花藥培養(yǎng)被子植物的花粉發(fā)育被子植物的雄蕊通常包含花絲、花藥兩部分?;ㄋ帪槟覡罱Y(jié)構(gòu),內(nèi)部含有許多花粉?;ǚ凼怯苫ǚ勰讣?xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂而形成的,因此,花粉是單倍體的生殖細(xì)胞。被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷小孢子四分體時(shí)期、單核期和雙核期等階段。在小孢子四分體時(shí)期,4個(gè)單倍體細(xì)胞連在一起,進(jìn)入單核期
54、時(shí),四分體的4個(gè)單倍體細(xì)胞彼此分離,形成4個(gè)具有單細(xì)胞核的花粉粒。這時(shí)的細(xì)胞含濃厚的原生質(zhì),核位于細(xì)胞的中央(單核居中期)。隨著細(xì)胞不斷長(zhǎng)大,細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)(單核靠邊期),并分裂成1個(gè)生殖細(xì)胞核和1個(gè)花粉管細(xì)胞核,進(jìn)而形成兩個(gè)細(xì)胞,一個(gè)是生殖細(xì)胞,一個(gè)是營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。生殖細(xì)胞將在分裂一次,形成兩個(gè)精子。注意:成熟的花粉粒有兩類(lèi),一類(lèi)是二核花粉粒,其花粉粒中只含花粉管細(xì)胞核和生殖細(xì)胞核,二核花粉粒的精子是在花粉管中形成的;另一類(lèi)是三核花粉粒,花粉在成熟前,生殖細(xì)胞就進(jìn)行一次有絲分裂,形成兩個(gè)精子,此花粉粒中含有兩個(gè)精子核和一個(gè)花粉管核(營(yíng)養(yǎng)核)花粉發(fā)育過(guò)程中的四分體和動(dòng)物細(xì)胞減數(shù)分裂的四分體不同?;ǚ郯l(fā)育過(guò)程中的四分體是花粉母細(xì)胞經(jīng)減
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